Go raibh maith agat as clárú le Physics World Más mian leat do shonraí a athrú am ar bith, tabhair cuairt ar Mo Chuntas
Is féidir le scannáin ghraifíte gléasanna leictreonacha a chosaint ó radaíocht leictreamaighnéadach (EM), ach tógann na teicnící reatha chun iad a mhonarú roinnt uaireanta an chloig agus éilíonn siad teochtaí próiseála timpeall 3000 °C. Tá bealach eile léirithe ag foireann taighdeoirí ó Shaotharlann Náisiúnta Shenyang um Eolaíocht Ábhar ag Acadamh Eolaíochtaí na Síne chun scannáin graifíte ardcháilíochta a dhéanamh i gceann cúpla soicind trí stiallacha te scragall nicil a mhúchadh in eatánól. Tá an ráta fáis do na scannáin seo níos mó ná dhá ord méadaíochta níos airde ná mar atá sna modhanna atá ann cheana féin, agus tá seoltacht leictreach agus neart meicniúil na scannán ar chomhchéim le seoltacht scannáin a dhéantar ag baint úsáide as sil-leagan ceimiceach gaile (CVD).
Táirgeann gach gléas leictreonach roinnt radaíochta EM. De réir mar a éiríonn feistí níos lú i gcónaí agus go n-oibríonn siad ag minicíochtaí níos airde agus níos airde, méadaíonn an poitéinseal do thrasnaíocht leictreamaighnéadach (EMI), agus féadann tionchar diúltach a bheith aige ar fheidhmíocht na feiste agus ar fheidhmíocht na gcóras leictreonach in aice láimhe.
Tá roinnt airíonna leictreacha, teirmeacha agus meicniúla iontacha ag graifít, allatróp carbóin a tógadh as sraitheanna de graphene a choinníonn fórsaí van der Waals le chéile, a fhágann go bhfuil sé ina sciath éifeachtach in aghaidh IEA. Mar sin féin, ní mór é a bheith i bhfoirm scannán an-tanaí chun seoltacht ard leictreach a bheith aige, rud atá tábhachtach d'iarratais phraiticiúla EMI toisc go gciallaíonn sé gur féidir leis an ábhar tonnta EM a léiriú agus a ionsú agus iad ag idirghníomhú leis na hiompróirí muirir taobh istigh. é.
Faoi láthair, is iad na príomhbhealaí le scannán graifíte a dhéanamh ná pirealú ardteochta de pholaiméirí aramatacha nó ocsaíd graphene (GO) nó nana-bhileoga graphene a chruachadh de réir ciseal. Éilíonn an dá phróiseas teochtaí arda thart ar 3000 °C agus amanna próiseála uair an chloig. I CVD, tá na teochtaí riachtanacha níos ísle (idir 700 agus 1300 °C), ach tógann sé cúpla uair an chloig scannáin nanaiméadar-tiubh a dhéanamh, fiú amháin i bhfolús.
Tá foireann faoi stiúir Wencai Ren tar éis na mílte scannán graifíte ardcháilíochta a tháirgeadh laistigh de chúpla soicind tiubh trí scragall nicil a théamh go 1200 °C in atmaisféar argóin agus ansin an scragall seo a thumadh go tapa in eatánól ag 0 °C. Déanann na hadaimh charbóin a tháirgtear ó dhianscaoileadh eatánóil idirleata agus tuaslagann siad isteach sa nicil mar gheall ar thuaslagthacht ardcharbóin an mhiotail (0.4 wt% ag 1200 °C). Toisc go laghdaíonn an tuaslagthacht carbóin seo go mór ag teocht íseal, scarann agus deascann na hadaimh charbóin ón dromchla nicil le linn múchadh, ag táirgeadh scannán tiubh graifít. Tuairiscíonn na taighdeoirí go gcuidíonn gníomhaíocht chatalaíoch den scoth nicil freisin le foirmiú graifít an-criostalach.
Ag baint úsáide as meascán de mhicreascópacht tarchuir ardtaifigh, díraonadh X-gha agus speictreascópacht Raman, fuair Ren agus a chomhghleacaithe amach go raibh an graifít a tháirg siad thar a bheith criostalach thar achair mhóra, ciseal maith agus nach raibh aon lochtanna infheicthe ann. Bhí seoltacht leictreon an scannáin chomh hard le 2.6 x 105 S/m, cosúil le scannáin a d’fhás CVD nó teicníochtaí ardteochta agus brú ar scannáin GO/graphene.
Chun tástáil a dhéanamh ar cé chomh maith agus a d’fhéadfadh an t-ábhar radaíocht EM a bhlocáil, d’aistrigh an fhoireann scannáin a raibh achar dromchla 600 mm2 orthu go foshraitheanna déanta as teireataláit poileitiléin (PET). Thomhais siad ansin éifeachtacht sciath EMI an scannáin (SE) sa raon minicíochta X-bhanna, idir 8.2 agus 12.4 GHz. Fuair siad EMI SE de níos mó ná 14.92 dB do scannán thart ar 77 nm tiubh. Méadaíonn an luach seo go dtí níos mó ná 20 dB (an luach íosta a theastaíonn le haghaidh feidhmeanna tráchtála) sa X-bhanna iomlán nuair a chruann siad níos mó scannán le chéile. Go deimhin, tá EMI SE de thart ar 28 dB ag scannán ina bhfuil cúig phíosa scannáin graifíte cruachta (thart ar 385 nm tiubh san iomlán), rud a chiallaíonn gur féidir leis an ábhar bac a chur ar 99.84% den radaíocht eachtra. Ar an iomlán, thomhais an fhoireann sciath EMI de 481,000 dB/cm2/g ar fud an X-bhanda, rud a sháraigh gach ábhar sintéiseach a tuairiscíodh roimhe seo.
Deir na taighdeoirí, chomh fada agus is eol dóibh, go bhfuil a scannán graifíte ar an gceann is tanaí i measc na n-ábhar sciath a thuairiscítear, le feidhmíocht sciath IEA ar féidir leis an riachtanas le haghaidh feidhmeanna tráchtála a shásamh. Tá a chuid airíonna meicniúla fabhrach freisin. Tá neart briste an ábhair de thart ar 110 MPa (a bhaintear as cuair brú-strus an ábhair a chuirtear ar thaca polacarbónáit) níos airde ná sin na scannán graifíte a fhástar trí mhodhanna eile. Tá an scannán solúbtha, freisin, agus is féidir é a lúbadh 1000 uair le ga lúbthachta de 5 mm gan a chuid maoine sciath EMI a chailliúint. Tá sé cobhsaí go teirmeach freisin suas le 550 °C. Creideann an fhoireann go gciallaíonn na hairíonna seo agus airíonna eile go bhféadfaí é a úsáid mar ábhar sciath EMI ultrathin, lightweight, solúbtha agus éifeachtach d'iarratais i go leor réimsí, lena n-áirítear aeraspáis chomh maith le leictreonaic agus optoelectronics.
Léigh an dul chun cinn is suntasaí agus is spreagúla in eolaíocht na n-ábhar san iris nua rochtana oscailte seo.
Is cuid lárnach é Fisic World de mhisean IOP Publishing taighde agus nuálaíocht den scoth a chur in iúl don lucht éisteachta is leithne agus is féidir. Tá an suíomh Gréasáin mar chuid de phunann Physics World, bailiúchán de sheirbhísí faisnéise ar líne, digiteacha agus priontála don phobal eolaíoch domhanda.
Am postála: Bealtaine-07-2020